¿Qué fue primero: los virus o las bacterias?
Los virus y las bacterias existen desde hace miles de millones de años, pero ¿cuál apareció primero?
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Los científicos estiman que las primeras entidades biológicas comenzaron a aparecer en la Tierra hace más de 4 mil millones de años.
"Había una especie de sopa primordial a partir de la cual se formaban ciertas moléculas orgánicas. Estas eran precursoras del ARN y del ADN", moléculas que contenían carbono y que se combinaban y organizaban en una secuencia de reacciones biológicas, afirmó el biólogo computacional Karthik Anantharaman de la Universidad de Wisconsin-Madison. Estos primeros microbios habrían sido extremadamente simples.
¿Pero eran virus o bacterias?
Los científicos no tienen una respuesta concluyente, en parte porque es difícil recrear más de 4 mil millones de años de evolución. Las bacterias son organismos unicelulares que pueden reproducirse y existir de forma independiente. Los fósiles de bacterias más antiguos datan de hace unos 3.500 millones de años. Los datos genéticos sugieren que las primeras células son aún más antiguas y datan de al menos 4.200 millones de años. Sin embargo, esto no ayuda a resolver la cuestión de si surgieron primero los virus o las bacterias, porque esos mismos datos sugieren que las primeras células ya vivían en un ecosistema repleto de virus.
Mientras tanto, los virus se degradan más fácilmente que las bacterias, por lo que no existen fósiles físicos de virus.
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Y datar los virus a través de cambios en su secuencia genética tampoco es útil, porque los virus pueden mutar significativamente más rápido que las bacterias.
"La secuencia cambia rápidamente desde un punto de vista evolutivo", dijo Gustavo Caetano-Anolles, bioinformático de la Facultad de Medicina Carle Illinois. "Durante 4 mil millones de años de evolución, la secuencia ha cambiado una y otra vez hasta volverse irreconocible, y eso se llama saturación".
Pero los virus no están vivos. No tienen metabolismo ni se replican a menos que infecten una célula y utilicen los recursos del huésped para replicarse. Dado que los virus necesitan un huésped, eso sugeriría que las bacterias evolucionaron primero, ¿verdad? No tan rápido.
De hecho, hasta hace muy poco, la mayoría de los científicos pensaban que los virus surgieron de la sopa primordial antes que las bacterias.
Una hipótesis para el surgimiento de la vida, llamada "Mundo de ARN", fue propuesta por primera vez por Alexander Rich en 1962: al principio, antes de que se formaran las primeras entidades biológicas, las moléculas de ARN individuales catalizó reacciones químicas simples y almacenó información genética básica dentro de sus secuencias, postuló. En algún momento, estas moléculas quedaron encapsuladas, creando la vida temprana, y sólo más tarde comenzó a emerger la molécula más compleja ADN.
"Todas las bacterias tienen ADN bicatenario, pero los virus tienen diferentes tipos de estructura: hay genomas de ADN, genomas de ARN, bicatenarios, monocatenarios...", dijo Anantharaman a WordsSideKick.com. El hecho de que algunos tipos de virus contengan sólo ARN sugiere fuertemente que los virus son anteriores a las células, dijo Anantharaman.
La hipótesis del virus primero sigue siendo la más aceptada entre los biólogos evolutivos. Sin embargo, descubrimientos más recientes lo han cuestionado.
La teoría de las bacterias primero, también conocida como hipótesis reductiva, obtuvo apoyo en 2003 cuando investigadores franceses descubrieron un virus gigante en el lodo de una torre de agua en Bradford, Inglaterra. El descubrimiento del Mimivirus, anteriormente identificado erróneamente como una bacteria, desafió las teorías de larga data de los microbiólogos sobre la evolución viral. "Estos virus eran casi tan grandes como las bacterias y tenían piezas de maquinaria necesarias para producir proteínas", dijo Caetano-Anolles. "Eran como una forma intermedia entre las células y los virus".
Los investigadores propusieron que tal vez estos virus evolucionaron a partir de células antiguas, pero en lugar de aumentar en complejidad a medida que evolucionaban, las células "se volvieron reductivas", eliminando gradualmente sus diferentes funciones biológicas para especializarse y volverse completamente dependientes de las células huésped.
Sin embargo, Anantharaman y Caetano-Anolles tienen dudas sobre esta teoría. "Es una hipótesis muy general y las personas que la apoyan a menudo se centran en ejemplos muy específicos", dijo Anantharaman.
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Para Caetano-Anolles, la coevolución a partir de un único ancestro común parece ser el origen más probable de virus y bacterias. "Hemos ido incorporando material viral a nuestra composición desde el principio", afirmó. "Quizás el virus sea realmente parte de todo el proceso de la célula y debería considerarse como un elemento integrado".
La propia investigación de Caetano-Anolles analiza otras características estructurales que pueden contener "memoria" de virus y bacterias antiguos. Él cree que los puntos en común en las formas de los pliegues de proteínas en virus y bacterias, codificados dentro de la secuencia genética, sugieren un posible origen conjunto. "Hemos generado un reloj de pliegues, por lo que tenemos la línea de tiempo, y son los pliegues universales, los que son comunes a todo, incluidos los virus, los que vienen primero", dijo.
Los investigadores de todo el campo continúan descubriendo evidencia que respalda cada teoría del origen. Sin embargo, es poco probable que lleguemos a una respuesta concluyente, afirmó Anantharaman.
"Estamos tratando de inferir un evento que ocurrió hace 4 mil millones de años", dijo Anantharaman. "Podemos hacer experimentos para respaldar una hipótesis u otra, pero en realidad es una situación del huevo y la gallina".